75592

Wiązanie peptydowe i jego cechy.

Tworzenie wiązania peptydowego jest najistotniejszą reakcją aminokwasów z biologicznego punktu widzenia. Polega ono na kondensacji dwóch aminokwasów, a dokładniej na reakcji grupy karboksylowej jednego aminokwasu z grupa aminową drugiego, czemu towarzyszy eliminacja cząsteczki wody:

...-COOH + H2N-... -»-H20-» ...-CO-NH-...

Stała równowagi powyższej reakcji jest przesunięta na korzyść hydrolizy wiązania peptydowego. Jego powstanie musi być zatem poprzedzone aktywacją grupy karboksylowej.

Wiązanie peptydowe może występować w formie ketonowej (-CO-NH-), bądź enolowej (-CO(-)=N(+)H-), które wzajemnie w siebie przechodzą (zjawisko to określane jest jako tautomeria keto-enolowa). Stabilizacja rezonansowa wiązania peptydowego nadaje mu charakter częściowo (ok. 40%) wiązania podwójnego. Ma to daleko idące konsekwencje -wiąże się bowiem ze skróceniem długości i usztywnieniem wiązania oraz zablokowaniem wokół niego rotacji przyległych atomów. Sprawia to, iż wszystkie 4 atomy tworzące wiązanie (C, O, N, H) znajdują się w jednej płaszczyźnie (tzn. są planarne) i pozbawione są możliwości wzajemnego ruchu. To z kolei umożliwia występowanie izomerii geometrycznej względem atomu tlenu: cis (Z) i trans (E), przy czym fizjologicznie wyraźnie dominuje ta druga. Rotacja może odbywać się jedynie wokół wiązań Ca-C oraz N-Ca.

Wiązanie peptydowe nie posiada ładunku w żadnym istotnym fizjologicznie pH. Pomimo to peptydy są w fizjologicznym pH obdarzone ładunkiem elektrycznym dzięki ładunkom ich grup końcowych (karboksylowej i aminowej) oraz polarnych grup R. Wartość tego ładunku zależy od wartości pK i otoczenia grup dysocjujących oraz od pH otoczenia. Podobnie jak każdemu aminokwasowi można przyporządkować pl, tak każdemu peptydowi odpowiada punkt izojonowy - wartość pH, przy której liczba protonów związanych z grupami zasadowymi jest równa liczbie protonów odszczepionych przez grupy kwasowe (wyrównanie liczby ładunków). Własność ta dotyczy czystych peptydów, a wartość jest dla danego związku stała i charakterystyczna.

Obecność wiązania peptydowego, począwszy od trójpeptydów, można wykazać za pomocą reakcji biuretowej. Nazwa ta pochodzi od biuretu (H2N-CO-NH-CO-NH2) -najprostszego związku dającego pozytywny wynik wspomnianej reakcji. Przeprowadza się ją dodając do próby zasadowego roztworu siarczanu miedzi (CuS04) - wynik pozytywny objawia się intensywnie fioletowym zabarwieniem.

Ma charakter wiązania kowalencyjnego i wykazuje następujące cechy: seminienasycone - pojedyncze wiązanie C-N ma w około 40% charakter wiązania podwójnego,a podwójne C=0 ma w podobnym stopniu charakter wiązania pojedynczego planarne - atomy C i N, a takśe C sąsiadujące z nimi leśą w jednej płaszczyźnie

trans-podstawione - atomy C znajdują się zawsze w pozycji trans w stosunku do siebie i do wiązania peptydowego polarne